Depuis ces années, le développement de systèmes de stockage d'énergie pour la mobilité électrique avec davantage d'autonomie de durabilité est au cœur des contraintes de développement des véhicules électriques ou hybrides entraînant une émergence de l'utilisation des systèmes de management ainsi que des circuits d'équilibrage. Les travaux de thèse portent sur la conception et la réalisation d'une nouvelle structure d'équilibrage à base du réseau de micro-convertisseurs (RµC) utilisant les matrices de connections ainsi que les stratégies de commande appropriées. L'objectif principal est de concevoir un équilibreur actif forcé de haute performance, intégrable à base de technologies d'aujourd'hui et avec une stratégie de contrôle simple à mettre en œuvre. Le mémoire de thèse se structure en quatre chapitres : approche du RµC versus l'équilibrage des batteries, conception de la structure et des stratégies d'équilibrage à base du RµC, conception et dimensionnement du système de contrôle intégrée, version intégrée de l'équilibreur-perspectives. Les premiers prototypes de l'équilibreur utilisant des composants discrets ont été mis en place afin de valider notre structure ainsi que les solutions de contrôle proposées. La réalisation des versions intégrées en se basant sur l'utilisation les technologies disponible au sein du laboratoire ouvre un avenir promettant pour les systèmes de management de batterie. / In recent years, the development of energy storage systems for electric mobility with greater autonomy of sustainability is at the heart of development constraints of electric or hybrid vehicles resulting in the emergence of the use of management systems as well as balancing circuits. The thesis focuses on the design and implementation of a new balancing based network structure of micro-inverters (RμC) using matrices connections and appropriate control strategies. The main objective is to design an active balancer forced high performance integrated based technologies of today and a simple control strategy to implement. The thesis is structured in four chapters: RμC approach versus balancing batteries, structural design and balancing based strategies RμC, design and simulation of control system built, integrated version of the balancer - perspectives. The first prototypes of the balancer using discrete components were developed to validate our structure and control solutions proposed. The realization of integrated based on using the technologies available in the laboratory versions opens a promising future for battery management systems.

Les Alimentations Sans Interruption (ASI) ont pour rôle de protéger les charges sensibles. Leur utilisation nécessite l’usage de convertisseur de puissance AC/DC triphasé abaisseur et/ou élévateur de tension. Les ASI utilisent généralement une chaîne de conversion DC/DC+DC/AC ayant un rendement aux alentours de et sont souvent employées de façon continue. L’objectif de cette thèse est donc d’étudier un convertisseur DC/AC triphasé réversible en puissance susceptible de fonctionner en abaisseur et en élévateur de tension pour atteindre un rendement souhaité de 98% avec un minimum de 97,5%. L’étude s’oriente vers des architectures de convertisseurs peu conventionnelles, l’utilisation de semi-conducteurs grand gap (SiC) et de composants passifs à faible pertes. Une méthode de comparaison rapide qui est à la fois analytique et numérique est présentée pour dimensionner ces architectures en se basant sur les caractéristiques fournies par les constructeurs. La solution ‘Gradateur Onduleur Différentiel’ a été jugée comme la plus adaptée à nos besoins. Les choix techniques pour ce convertisseur sont détaillés, puis une étude de faisabilité présentée. Le convertisseur retenu est non linéaire et sa commande utilise des principes de fonctionnement atypiques, différentes stratégies de régulation sont donc présentées. Des tests sont effectués pour valider la commande mise en place et réaliser les essais fonctionnels et mesures de rendement. Enfin les résultats sont comparés aux prévisions et la solution proposée est finalement globalement comparée à la chaîne de conversion AC/DC+DC/DC classique.

La diode Schottky SiC est un composant qui peut potentiellement remplacer la diode PiN Si dans les applications de puissance. Effectivement, la tenue en tension élevée, la faible résistivité, ainsi que l’indépendance de la température du courant de recouvrement rendent cette diode idéale pour les convertis- seurs de puissance DC/DC. Cependant, face à l’abondance des composants Si sur le marché, la diode Schottky rencontre une certaine réticence. Malgré les nombreuses démonstrations de systèmes électroniques de puissance réalisés, la fiabilité de cette technologie n’arrive pas à convaincre. Cette étude porte sur la caractérisation en régime statique sur une large gamme de températures et l’évaluation de la fiabilité en surcharge des diodes Schottky et JBS SiC-4H. La caractérisation en température a permis de proposer des modèles de la carac- téristique directe et inverse sur une gamme étendue de températures. Les tests en surcharge ont permis de comparer la fiabilité de diodes expérimentales et commerciales à fin de montrer la maturité de cette technologie. / The SiC Schottky diode can potentially replace the PiN diode in power appli- cations. As a matter of fact, high blocking voltage, low resistivity as well as temperature independence of the reverse recovery current make this diode ideal for DC/DC power converters. Nevertheless, Schottky diodes meet some reluc- tance before the abundance of PiN Si diodes. Despite the numerous demons- trations of power electronics systems, there are still some reliability aspects to improve. This study focuses on static characteristic in a large temperature range and reliability assessment of repetitive surge test of Schottky and JBS diodes. The measurements of forward and reverse characteristics yielded new models in a wide temperature range. Repetitive surge tests enabled us to com- pare the reliability of experimental and commercial diodes in order to prove the maturity of this technology.

This master’s thesis deals with the design and fabrication of DC arc welder supplied from its own rechargeable battery. Battery cells’ type is LiFePO4 which can provide high currents even at relatively low capacity. The BMS circuits are designed within the battery. Major power part of the welder is a step-down converter with synchronously switching low transistors at the position of free-wheel diode. The converter operates at 100 kHz frequency. The current of the battery welder can be regulated in the range from 0 to 120 A.

The aim of this master thesis is to describe the requirements put on electronics and headlights within car industry, above all on the newly emerging 48V power network. In the thesis the principles of chosen DC/DC buck converter topologies are briefly described. In the next part of this thesis the converters are designed and manufactured. Further, the EMC chamber measurement of these converters and their subsequent evaluation is performed. In the last part the proposed converters are compared and evaluated.

This diploma thesis deals with design of DC/DC converter which will be used in one-phase inverter powered from batteries. Required parameters are output power of 100 W, input voltage of 24 V and output voltage of 350 V. In the first part is briefly discussed used topology of flyback converter. In the next part is designed impulse transformer with a request to design impulse transformer as small as possible. Thesis continues with draft of power components placed on primary and secondary side of converter. In this thesis is part about limitation of voltage overshoot at turn off transistor. Next part of this thesis deals with the design of control circuits using an integrated circuit from the UC384x family. Thesis continues with the production and debugging of the converter. At the end of this thesis are measurements confirming the correctness of the proposed design.

This thesis deals with the design of a DC/DC converter designed for charging supercapacitors from the 36 V voltage source and consequent back transformation of supercapacitors voltage to the required output voltage. In the thesis the designs of decreasing and increasing DC/DC converters including schematics and calculations of individual components are presented and described. The calculations necessary for the supercapacitors to meet the 10Wh energy condition and the voltage balancer on the capacitors are given below. Completely designed equipment will be assembled and tested on supercapacitors with lower energy.

This master´s thesis describes switch mode power supply and discusses the design of its individual parts. It also contains a simulation of the power part of the converter and a reseach in the area of DC/DC converters.

This thesis is about theory of switching power supplies and about a specific solution of switching power supply for electron microscope. In the beginning of the thesis are mentioned various solutions of part blocks of switching power supplies, their advanteges and disadvanteges, and their suitability for electron microscopy. In the next part of the thesis are described requirements and design scheme of switching power supply for scanning part of electron microscope. The thesis i also about technical solution and practical testing of the switching power supply and verification of its functions.

This thesis deals with design of evaluation platform for integrated circuit NCV78934, which is designed to control LED headlights in automotive industry. The theory concerning the current regulation of buck converter, schematic design, PCB design and software design are also included in the thesis. Finally the measured data and testing procedures of the designed evaluation platform are discussed.